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Entwicklung eines mathematischen Modells zur Minimierung des Energieverbrauchs bei Zementdrehrohröfen mit Ketteneinbauten

Zement wird mit Hilfe des Trocken- oder Nassverfahrens im Drehrohrofen hergestellt. Beim Nassverfahren ist der spezifische Energiebedarf zum Brennen des Klinkers ca. 40 Prozent höher als beim Trockenverfahren, da im Gegensatz zum Trockenverfahren das feuchte Vormaterial direkt in den Drehrohrofen eingebracht wird und so das Wasser im Drehrohrofen sehr energieintensiv verdampft werden muss. Eine Möglichkeit den Energiebedarf beim Nassverfahren zu senken, ist die Verbesserung des Wärmeübergangs von den heißen Rauchgasen auf das Vormaterial im Drehrohrofen, indem im Drehofen Ketten angebracht werden. Die Ketten werden im heißen Rauchgas aufgeheizt und durch die Drehbewegung des Ofens in das kältere Vormaterial gefördert, wo sie ihre Wärme entsprechend abgeben. Dadurch sind Energieeinsparungen von rd. 15 Prozent möglich. Im Rahmen dieses Forschungsprojekts soll ein mathematisches Modell, basierend auf Stoff-, Massen-, Energie- und Impulsbilanzen, zur Beschreibung des Betriebsverhaltens dieser Kettensysteme formuliert werden, um durch eine verbesserte Auslegung des Kettensystems im Drehofen den Energiebedarf und damit Umweltbelastungen und Energiekosten bei der Zementherstellung zu minimieren.

Entwicklung eines gesetzeskonformen, autarken Krematoriums mit hybrider Wasserstoff-Beheizungstechnologie, Teilvorhaben: Entwicklung einer Steuerung für den Betrieb bei einer dynamischen Fahrweise mit klimaneutralen Energieträgern

Emissionen und Emissionsminderung bei Kleinfeuerungsanlagen

<p> <p>Kleinfeuerungsanlagen für feste Brennstoffe sind eine wesentliche Quelle von Luftbelastungen. Bei winterlichen Inversionswetterlagen sowie in Tal- und Kessellagen kommt es zusätzlich zur bestehenden Hintergrundbelastung zur Belastung der Atemluft mit Feinstaub und anderen Luftschadstoffen. Vor allem unsachgemäße Bedienung und unsachgemäße Brennstoffbeschaffenheit führen zu hohen Emissionen.</p> </p><p>Kleinfeuerungsanlagen für feste Brennstoffe sind eine wesentliche Quelle von Luftbelastungen. Bei winterlichen Inversionswetterlagen sowie in Tal- und Kessellagen kommt es zusätzlich zur bestehenden Hintergrundbelastung zur Belastung der Atemluft mit Feinstaub und anderen Luftschadstoffen. Vor allem unsachgemäße Bedienung und unsachgemäße Brennstoffbeschaffenheit führen zu hohen Emissionen.</p><p> Feinstaub-Emissionen aus Kleinfeuerungsanlagen <p>Kleinfeuerungsanlagen erzeugen durch das Verbrennen von Erdgas, Heizöl, Holz oder Kohle Heizwärme oder erwärmen das Brauchwasser. Überwiegend handelt es sich um Heizkessel, die ganze Wohnungen oder Häuser beheizen, etwa Festbrennstoff-, Öl- oder Gasheizungen. Bei Feuerungsanlagen, die einzelne Zimmer beheizen, wie Kamin- oder Kachelöfen, handelt es sich um Einzelraumfeuerungsanlagen, die meist mit Holz oder Kohle befeuert werden. Im Folgenden werden unter Kleinfeuerungsanlagen alle Anlagen mit einer Feuerungswärmeleistung unter 1.000 kW verstanden, die in der Ersten Verordnung zur Durchführung des Bundes-Immissionsschutzgesetzes (Verordnung über kleine und mittlere Feuerungsanlagen - <a href="https://www.gesetze-im-internet.de/bimschv_1_2010/">1. BImSchV)</a> geregelt sind.</p> <p>Die im Folgenden dargelegten Emissionsdaten stammen aus dem nationalen Emissionsinventar für Luftschadstoffe, Submission 2026, und spiegeln den Stand für das Jahr 2024 wider.</p> <p>Die Staubemissionen werden hierbei in den Größenklassen <a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/pm10">PM10</a> (Partikel mit einem aerodynamischen Durchmesser ≤ 10 µm) und <a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/pm25">PM2,5</a> (Partikel mit einem aerodynamischen Durchmesser ≤ 2,5 µm) angegeben. Feinstaub (PM2,5) ist aus <a href="https://www.umweltbundesamt.de/node/3225">gesundheitlicher Sicht relevanter</a> und sollte im Hinblick auf die Empfehlungen der <a href="https://www.who.int/publications/i/item/9789240034228">Weltgesundheitsorganisation</a> prioritär reduziert werden.&nbsp;</p> <p>Die Feinstaub-Emissionen (PM10) aus allen Kleinfeuerungsanlagen (Öl, Gas, Kohle und Holz) liegen bei 16,3 Tausend Tonnen (Tsd. t) (siehe Abb. „Feinstaub-Emissionen (PM10) aus Kleinfeuerungsanlagen“). Hiervon machen die Emissionen aus Holzfeuerungen (Holzkessel und Einzelraumfeuerungsanlagen) mit 15,0 Tsd. t den größten Anteil der Feinstaub-Emissionen aus (<a href="https://www.umweltbundesamt.de/node/13199">Nationales Emissionsinventar für Luftschadstoffe, Submission 2026</a>).&nbsp;</p> <p>Bei der Feinstaubfraktion (PM2,5) liegen die Emissionen aus allen Kleinfeuerungsanlagen (Öl, Gas, Kohle und Holz) bei 15,4 Tausend Tonnen (Tsd. t) (siehe Abb. „Feinstaub-Emissionen (PM2,5) aus Kleinfeuerungsanlagen“). Auch hier machen Holzfeuerungen (Holzkessel und Einzelraumfeuerungsanlagen) mit 14,2 Tsd. t den größten Anteil der Feinstaub-Emissionen aus (<a href="https://www.umweltbundesamt.de/node/13199">Nationales Emissionsinventar für Luftschadstoffe, Submission 2026</a>).&nbsp;</p> <p>Die Verbrennung von Holz in privaten Haushalten sowie in gewerblich genutzten Gebäuden ist somit eine wesentliche Quelle der Feinstaubemissionen in Deutschland. Die Emissionen von Kleinfeuerungsanlagen sind stark von der <a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/witterung">Witterung</a> während der Heizperiode abhängig: Bei niedrigen Außentemperaturen in der Heizperiode ergeben sich höhere Emissionen aufgrund des höheren Brennstoffeinsatzes. Bei höheren Außentemperaturen in der Heizperiode ergeben sich geringere Emissionen aufgrund des gesunkenen Brennstoffeinsatzes. Außerdem ist die Verwendung ordnungsgemäßer Brennstoffe sowie eine sachgerechte Bedienung und regelmäßige Wartung der Anlagen notwendig, um die Emissionen so gering wie möglich zu halten.</p> <p>Weitere Informationen zur Organisation und Methodik der Luftschadstoff- Emissionsberichterstattung erhalten Sie <a href="https://www.umweltbundesamt.de/node/17864">hier</a>.</p> <a href="https://www.umweltbundesamt.de/system/files/image/2_Abb_PM10-Emi-KFA_2026-04-21.png"> </a> <strong> Feinstaub-Emissionen (PM10) aus Kleinfeuerungsanlagen </strong> Quelle: Umweltbundesamt <a href="https://www.umweltbundesamt.de/system/files/image/2_Abb_PM10-Emi-KFA_2026-04-21.png">Bild herunterladen</a> (232,53 kB) <a href="https://www.umweltbundesamt.de/system/files/medien/384/bilder/dateien/2_Abb_PM10-Emi-KFA_2026-04-21.pdf">Diagramm als PDF</a> (40,75 kB) <a href="https://www.umweltbundesamt.de/system/files/medien/384/bilder/dateien/2_Abb_PM10-Emi-KFA_2026-04-21.xlsx">Diagramm als Excel mit Daten</a> (37,25 kB) <a href="https://www.umweltbundesamt.de/system/files/image/3_Abb_PM25-Emi-KFA_2026-04-21.png"> </a> <strong> Feinstaub-Emissionen (PM2,5) aus Kleinfeuerungsanlagen </strong> Quelle: Umweltbundesamt <a href="https://www.umweltbundesamt.de/system/files/image/3_Abb_PM25-Emi-KFA_2026-04-21.png">Bild herunterladen</a> (227,77 kB) <a href="https://www.umweltbundesamt.de/system/files/medien/384/bilder/dateien/3_Abb_PM25-Emi-KFA_2026-04-21.pdf">Diagramm als PDF</a> (41 kB) <a href="https://www.umweltbundesamt.de/system/files/medien/384/bilder/dateien/3_Abb_PM25-Emi-KFA_2026-04-21.xlsx">Diagramm als Excel mit Daten</a> (31,56 kB) Weiter <i> </i> Vorherige <i> </i> </p><p> Emissionen unterschiedlicher Feuerungssysteme <p>Bei Holzfeuerungen in privaten Haushalten ist zwischen Einzelraumfeuerungsanlagen wie Kamin- oder Kachelöfen, die einzelne Räume beheizen, und Zentralheizungskesseln, die Wohnungen oder Häuser mit Wärme versorgen, zu unterscheiden. Einzelraumfeuerungsanlagen verbrennen meist entweder Scheitholz oder Kohle die von Hand in die Feuerungsanlage eingebracht werden oder Holzpellets, die mechanisch der Feuerungsanlage zugeführt werden. Bei Festbrennstoffkesseln gibt es neben Pellet-, Scheitholz- und Kohlekesseln auch noch automatisch betriebene Hackschnitzelkessel. Dabei werden die Holzhackschnitzel mechanisch dem Brennraum zugeführt.</p> <p>Ein Problem für die Luftreinhaltung stellen die – zumeist älteren – Einzelraumfeuerungen dar. Diese verursachen bei gleichem (Primär-) Energieeinsatz um ein Vielfaches höhere Feinstaub-Emissionen als moderne Festbrennstoffkessel. Wie hoch diese Emissionen tatsächlich sind, hängt nicht nur von Art und Alter der Anlage ab. Auch die Art der Brennstoffzufuhr (automatisch oder manuell), der Wartungszustand der Anlage, die Bedienung sowie die Auswahl und Qualität des genutzten Holzes haben einen großen Einfluss auf die Emissionen.</p> <p>Gas- und Ölfeuerungen stoßen bei gleichem Energiebedarf sehr viel weniger Feinstaub aus als Festbrennstoffkessel: So liegen die <a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/pm10">PM10</a>- bzw. <a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/pm25">PM2,5</a> -Emissionen aller Gasheizungen, die in der 1. <a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/bimschv">BImSchV</a> geregelt sind, bei 35 t (inklusive Flüssiggas mit 1 t) und die PM10 bzw. PM2,5 -Emissionen aller Ölheizungen bei&nbsp;380 t (<a href="https://www.umweltbundesamt.de/node/13199">Nationales Emissionsinventar für Luftschadstoffe, Submission 2026</a>.</p> </p><p> Anforderungen an Holzfeuerungsanlagen <p>Für die Begrenzung der Emissionen aus Kleinfeuerungsanlagen gilt in Deutschland die 1. Bundesimmissionsschutzverordnung (<a href="https://www.gesetze-im-internet.de/bimschv_1_2010/">1. BImSchV).</a> Sie gibt vor, welche Emissionsgrenzwerte Feuerungsanlagen der Haushalte und Kleinverbraucher einhalten müssen und welche Brennstoffe in solchen Anlagen zulässig sind. Diese Vorschrift wurde im Jahr 2010 novelliert. Für Feuerungsanlagen, die ab 2015 errichtet wurden, gelten Emissionsgrenzwerte, die nur mit moderner Technik eingehalten werden können. Auch für kleinere Heizkessel ab vier Kilowatt (kW) gelten Emissionsgrenzwerte und Überwachungspflichten abhängig vom Errichtungsjahr. Alte Öfen und Kessel mit hohen Emissionen müssen die Betreiber*innen nach entsprechenden Übergangsfristen nachrüsten oder stilllegen.</p> <p>Angesichts des hohen Ausstoßes an Feinstaub sollte bei Holzfeuerungen nur modernste Anlagentechnik mit möglichst niedrigen Emissionen zum Einsatz kommen. Relativ niedrige Emissionsgrenzwerte gelten für Holzpelletheizungen. Besonders emissionsarme Holzfeuerungen erfüllen die Anforderungen des Umweltzeichens „Blauer Engel“ oder erhalten im Rahmen der „Bundesförderung für effiziente Gebäude - Einzelmaßnahmen“ (<a href="https://www.bafa.de/DE/Energie/Effiziente_Gebaeude/effiziente_gebaeude_node.html">BEG EM</a>) einen Bonus (sog. Emissionsminderungs-Zuschlag).</p> <p>Eine weitere Minderung der Emissionen kann durch eine Kombination aus Nutzung einer erneuerbaren Energiequelle (Sonne, Erd- oder Luftwärme) zur Abdeckung der Grundlast und der Holzfeuerung zur Abdeckung von Zeiten hohen Energiebedarfs erreicht werden (sog. hybride Heizsysteme). Auf das Verbrennen von Holz ausschließlich aus Behaglichkeitsgründen sollte nach Möglichkeit verzichtet werden.</p> </p><p> Anteil an den Stickstoffoxid-Emissionen <p>Die Emissionen von Stickstoffoxiden aus Kleinfeuerungsanlagen machten 2024 mit 65,4 Tausend Tonnen etwa 8 % der Gesamtemissionen in Deutschland aus (<a href="https://www.umweltbundesamt.de/node/13199">Nationales Emissionsinventar für Luftschadstoffe, Submission 2026</a>). Hier bestehen zwischen Anlagen mit unterschiedlichen Brennstoffen geringere Unterschiede als bei den Feinstaubemissionen.</p> </p><p> Kohlendioxid-Emissionen aus Kleinfeuerungsanlagen <p>Die Kohlendioxid-Emissionen fossiler Energieträger (Heizöl, Erdgas, Flüssiggas, Kohle) aus Kleinfeuerungsanlagen lagen im Jahr 2024 mit 97,6 Millionen Tonnen etwas niedriger als im Vorjahr <a href="https://www.umweltbundesamt.de/node/13215">(Nationales Treibhausgasinventar, Submission 2026)</a>.</p> </p><p> Anteil an den Emissionen gasförmiger organischer Luftschadstoffe (ohne Methan) <p>Die Emissionen von gasförmigen organischen Luftschadstoffen ohne Methan (sog. <a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/nmvoc">NMVOC</a>) aus Kleinfeuerungsanlagenmachten lagen im Jahr 2024 mit rund 35 Tausend Tonnen etwa 3,7 % der Gesamtemissionen in Deutschland aus (<a href="https://www.umweltbundesamt.de/node/13199">Nationales Emissionsinventar für Luftschadstoffe, Submission 2026</a>).</p> <p>Weitere Informationen zur Organisation und Methodik der Emissionsberichterstattung für Treibhausgase und Luftschadstoffe erhalten Sie hier (<a href="https://www.umweltbundesamt.de/themen/klima-energie/treibhausgas-emissionen/wie-funktioniert-die-berichterstattung">Treibhausgase </a>bzw.&nbsp;<a href="https://www.umweltbundesamt.de/themen/luft/emissionen-von-luftschadstoffen/wie-funktioniert-die-berichterstattung">Luftschadstoffe</a>).</p> </p><p> </p><p>Informationen für...</p>

Für Pellet-, Kamin- und Kachelöfen: Staubabscheider reduzieren Staubemissionen

<p> So reduzieren Sie Staubemissionen mit Staubabscheidern <ul> <li>Achten Sie beim Kauf von Staubabscheidern auf hohe Staubabscheidegrade (über 50 %) und eine automatische Abreinigung.</li> <li>Prüfen Sie, ob Ihr Staubabscheider eine Bauartzulassung vom <a href="https://www.dibt.de/de/bauprodukte/informationsportal-bauprodukte-und-bauarten/produktgruppen/bauprodukte-detail/bauprodukt/staubabscheider-fuer-feuerungsanlagen">DIBt</a> hat.</li> <li>Binden Sie vor dem Einbau eines Staubabscheiders den Bezirksschornsteinfeger oder die Bezirksschornsteinfegerin frühzeitig in die Planungen ein.</li> </ul> Gewusst wie <p>Die Verbrennung von Holz in kleinen Holzfeuerungsanlagen wie Kamin- und Kachelöfen ohne automatische Regelung läuft nie vollständig ab und es entstehen neben gasförmigen Luftschadstoffen und Gerüchen auch Feinstaub und Ruß. Diese sehr feinen, mit dem Auge nicht sichtbaren Partikel haben einen kleineren Durchmesser als ein menschliches Haar und können bis tief in die Lunge eindringen und dort zu Entzündungsreaktionen führen. Diese Belastung kann zu Erkrankungen des Lungen- und Herz-Kreislauf-Systems führen. Staubabscheider können die Emissionen von Partikeln deutlich reduzieren und somit die negativen Auswirkungen auf die Gesundheit mindern.</p> <p><strong>Auf hohe Wirksamkeit beim Kauf achten:</strong> Achten Sie beim Kauf eines Staubabscheiders auf einen Nachweis des Herstellers, der einen Abscheidegrad von mindestens 50 Prozent aufweist, um sicherzustellen, dass eine Staubminderungseinrichtung nach dem Stand der Technik eingesetzt wird und die Bestandsanlage somit nach Ablauf der Übergangsfrist (Verweis auf § 26 der 1. BImSchV) weiterbetrieben werden darf.</p> <p>Denn Staubabscheider müssen dem Stand der Technik entsprechen, um die Anforderungen des § 26 Absatz 2 der 1. BImSchV zu den Übergangsregelungen und Nachrüstverpflichtungen zu erfüllen. Für Einzelraumfeuerungsanlagen kommen dabei nur elektrostatische Staubabscheider in Betracht, gegebenenfalls ergänzt um Katalysatoren (siehe unten). Bei elektrostatischen Staubabscheidern handelt es sich um Geräte, die mit Hilfe von elektrischer Energie, Staub aus dem Rauchgas entfernen können. &nbsp;</p> <p>Beachten Sie, dass Katalysatoren als Einzellösung keine Staubminderung nach dem Stand der Technik darstellen und somit nur ergänzend Anwendung finden können. Katalysatoren dienen vorwiegend dazu, die gasförmigen Abgasbestandteile zu reduzieren. Ihre Wirkung auf die Staubemissionen ist begrenzt. Sie werden deshalb nicht als eigenständige Staubminderungstechnik angesehen (VDI 3670:2016).</p> <p>Je höher der Abscheidegrad desto besser für die Umwelt. Abscheidegrade von über 65 % sind aus Sicht des Umweltbundesamtes zu empfehlen.</p> <p><strong>Prüfen Sie die Bauartzulassung:</strong> Eingesetzte Staubabscheider müssen über eine Bauartzulassung verfügen. Diese wird i.d.R. vom Deutschen Institut für Bautechnik (DIBt)&nbsp;erteilt. <a href="https://www.dibt.de/de/bauprodukte/informationsportal-bauprodukte-und-bauarten/produktgruppen/bauprodukte-detail/bauprodukt/staubabscheider-fuer-feuerungsanlagen">Zugelassene Staubabscheider sind auf der Internetseite des DIBt gelistet.</a></p> <p><strong>Bezirksschornsteinfeger*in frühzeitig einbinden:</strong> Beziehen Sie frühzeitig Ihren zuständige*n bevollmächtigte*n Bezirksschornsteinfeger*in in die Planung mit ein. Der Einbau wird im Regelfall von Schornsteinbau- oder Ofenbaufachbetrieben durchgeführt. Beachten Sie dabei, dass in den sogenannten Übergangsregelungen des <a href="https://www.gesetze-im-internet.de/bimschv_1_2010/__26.html">§ 26 der 1. BImSchV</a> festgeschrieben ist, dass Einzelraumfeuerungsanlagen, die vor dem 22. März 2010 errichtet und in Betrieb genommen wurden, nach dem 31.12.2024 nur weiterbetrieben werden dürfen, wenn Grenzwerte für die Emissionen von Staub (0,15 Gramm je Kubikmeter) und Kohlenmonoxid (4 Gramm je Kubikmeter) nicht überschritten werden.</p> <ul> <li><strong>Was Sie noch tun können:</strong><br>Durch die richtige Auswahl und einen ordnungsgemäßen Betrieb lassen sich die Emissionen reduzieren. Schauen Sie hierzu in unseren Flyer <a href="https://www.umweltbundesamt.de/sites/default/files/medien/376/publikationen/faltblatt_heizen_mit_holz_2023_04_19.pdf">"Heizen mit Holz – wenn dann richtig"</a></li> <li>Kaminöfen, die die Anforderungen des "Blauen Engel" erfüllen, erreichen u.a. durch einen eingebauten elektrostatischen Staubabscheider und durch einen Katalysator besonders geringe Emissionen an Staub, Kohlenmonoxid und gasförmigen Kohlenwasserstoffen.</li> </ul> <p><strong>Grenzen der Technik: </strong>Staubabscheider können Staubemissionen deutlich mindern. Eine Minderung der gasförmigen Abgasbestandteile erfolgt nicht. Daher ersetzen sie keine emissionsarme Feuerungstechnik und keinen sachgerechten Betrieb. Können jedoch ergänzend einen Beitrag zu einem emissionsarmen Betrieb leisten.&nbsp;</p> <a href="https://www.umweltbundesamt.de/system/files/medien/11906/bilder/heizen-mit-holz-feinstaub-infografik-co2online-print.jpg"> </a> <strong> Heizen mit Holz: Feinstaub im Vergleich </strong> Quelle: co2online (2021) Hintergrund <p><strong>Funktionsweisen: </strong>Es gibt es zwei typische Funktionsprinzipien der Staubabscheidung: elektrostatische und filternde Abscheider. Ergänzend können auch Katalysatoren Anwendung finden.</p> <p><strong>Elektrostatische Staubabscheidung: </strong>Bei elektrostatischen Staubabscheidern erfolgt die Abtrennung der Partikel durch deren Aufladung infolge der Einwirkung eines starken elektrischen Felds, das mittels einer hohen Gleichspannung erzeugt wird, und der anschließenden Abscheidung der geladenen Partikel auf einer elektrisch leitenden Niederschlagsfläche. Der abgelagerte Staub wird im Rahmen der Kehrarbeiten durch das Schornsteinfegerhandwerk abgereinigt und mit der Kehrasche zusammen entsorgt. Aufgrund der höheren Staub- und Rußablagerungen ist es möglich, dass, abhängig von der Nutzungshäufigkeit, eine oder zwei zusätzliche Kehrungen pro Heizsaison notwendig sind. Darüber entscheidet der zuständige bevollmächtigte Bezirksschornsteinfeger. Zwingend sind aber die Vorgaben der allgemein bauaufsichtlichen Zulassungen zu beachten. Dort werden Vorgaben über die Kehrhäufigkeit getroffen, um die Betriebssicherheit des Gerätes zu gewährleisten. Elektrostatische Staubabscheider können an verschiedenen Stellen zwischen Ofen und Schornstein, aber auch auf der Schornsteinmündung verbaut werden. Das Material des Schornsteins, also Metall, Beton oder Stein, spielt für die Installation keine Rolle.</p> <p><strong>Filternde Abscheider</strong>&nbsp;funktionieren wie ein Schwamm. Staubpartikel lagern sich an der Oberfläche und den Poren und Wänden des Filters an. Diese Art der Staubabscheidung ist sehr effizient, aber auch vergleichsweise teuer und wird in dieser Form nicht bei Einzelraumfeuerungsanlagen eingesetzt.</p> <p><strong>Katalysatoren </strong>bilden neben den elektrostatischen und filternden Staub-minderungseinrichtungen eine eigene Gruppe der Abgasreinigungsverfahren. Im Unterschied zu den Staubminderungseinrichtungen, die Feststoffe aus dem Gasstrom entfernen, zielen Katalysatoren primär auf die Umsetzung von gasförmigen Abgasbestandteilen ab. Teilweise kommt es auch zur Reduzierung der Staubemissionen, vor allem von Ruß, als Bestandteil des Staubs (VDI 3670:2016).</p> <p>Da Katalysatoren aber vorwiegend dazu dienen die gasförmigen Abgasbestandteile zu reduzieren und ihre Wirkung auf die Staubemissionen begrenzt ist, werden sie nicht als eigenständige Staubminderungstechnik angesehen (VDI 3670:2016). Katalysatoren als Einzellösung stellen somit keine Staubminderung nach dem Stand der Technik dar. Katalysatoren können sich mit der Zeit zusetzen und dadurch in ihrer Filterwirkung nachlassen. Daher bedürfen diese Produkte einer regelmäßigen Wartung. Darüber hinaus kommt es aufgrund verschiedener Prozesse zu einer Minderung der katalytischen Wirkung. Daher müssen Katalysatoren nach einer bestimmten Anzahl von Betriebsstunden oder -jahren ausgetauscht werden. Reinigungszyklen sowie der Austausch von Bauteilen sind den Zulassungs- oder Herstellerunterlagen zu entnehmen und berücksichtigen übliche und vorhersehbare Abnutzung.</p> <p><strong>Umweltsituation:</strong> Aktuell gehören die über 11 Mio. Holzöfen in Deutschland zu einer der Hauptquellen von Feinstaub. Denn die Emissionen von kleinen Holzfeuerungsanlagen können erheblich zur Feinstaubbelastung der Umgebungsluft beitragen und stellen somit eine ernsthafte Umwelt- und Gesundheitsbelastung dar. Diese kleinen Partikel können nicht nur die Atemwege beeinträchtigen, sondern auch zu schwerwiegenderen Gesundheitsproblemen führen. Staubabscheider können die Freisetzung von Luftschadstoffen reduzieren und somit zur Verringerung der Umwelt- und Gesundheitsbelastung beitragen. Noch besser wäre es jedoch kein Holz zu verbrennen, da es auch mit Staubabscheider zu einem Ausstoß von Luftschadstoffen kommt.</p> <p><strong>Gesetzeslage:</strong> Der Betrieb von Einzelraumfeuerungsanlagen wie Kamin- und Kachelöfen ist in der Verordnung über kleine und mittlere Feuerungsanlagen (Erste Verordnung zur Durchführung des Bundes-Immissionsschutzgesetze – 1. BImSchV) geregelt. In den sog. Übergangsregelungen des <a href="https://www.gesetze-im-internet.de/bimschv_1_2010/__26.html">§ 26 der 1. BImSchV</a> ist festgeschrieben, dass Einzelraumfeuerungsanlagen, die vor dem 22. März 2010 errichtet und in Betrieb genommen wurden, nach dem 31.12.2024 nur weiterbetrieben werden dürfen, wenn Grenzwerte für die Emissionen von Staub (0,15 Gramm je Kubikmeter) und Kohlenmonoxid (4 Gramm je Kubikmeter) nicht überschritten werden. Kann ein Nachweis über die Einhaltung der Grenzwerte nicht erbracht werden, sind bestehende Einzelraumfeuerungsanlagen abhängig vom Alter der Anlage zu bestimmten Zeitpunkten (spätestens bis Ende 2024) mit einer "Einrichtung zur Reduzierung der Staubemissionen nach dem Stand der Technik" nachzurüsten oder außer Betrieb zu nehmen (§ 26 Absatz 2 der 1. BImSchV).</p> <p>Bei der Verabschiedung der Verordnung im Jahr 2010 wurde diese technologieoffene Formulierung gewählt, um die Entwicklung verschiedener Techniken zu ermöglichen. In der VDI 3670 (Ausgabe: April 2016) wurden die bis zur Drucklegung der technischen Richtlinie bereits auf dem Markt verfügbaren Abgasreinigungstechniken beschrieben. Für nachgeschaltete Staubminderungseinrichtungen für Einzelraumfeuerungsanlagen wurde ein Abscheidegrad von mindestens 50 Prozent beschrieben (siehe auch <a href="https://www.bmuv.de/faqs/kleinfeuerungsanlagen">BMUV-FAQ</a>). Seit 2016 ist die technische Entwicklung weiter vorangeschritten, sodass je nach Anlagen- und Brennstoffart höhere Abscheidegrade möglich sind. Dies zeigt auch die Vergabegrundlage für den <a href="https://produktinfo.blauer-engel.de/uploads/criteriafile/de/DE-UZ%20222-202201-de-Kriterien-V3.pdf">Blauen Engel für Staubabscheider</a>, die einen Staubabscheidegrad von 65 % fordert.</p> <p><strong>Marktbeobachtung:</strong> Staubabscheider sind bei Einzelraumfeuerungsanlagen bisher eine Nischenanwendung. Eine Installation ist jedoch an verschiedenen Stellen zwischen Feuerungsanlage und Schornsteinmündung möglich. Bei Festbrennstoffkesseln haben elektrostatische Staubabscheider in den letzten Jahren deutlich an Relevanz gewonnen. Der Einsatz von Staubabscheidern bei Festbrennstoffkesseln wird durch das Bundesamt für Wirtschaft und Ausfuhrkontrolle (BAFA) im Rahmen der Bundesförderung für effiziente Gebäude gefördert. Beachten Sie hierzu die <a href="https://www.bafa.de/DE/Energie/Effiziente_Gebaeude/Sanierung_Wohngebaeude/Heizungsoptimierung/heizungsoptimierung_node.html">Förderkriterien des BAFA</a> bezüglich der geforderten Staubabscheidung.</p> </p><p> So reduzieren Sie Staubemissionen mit Staubabscheidern <ul> <li>Achten Sie beim Kauf von Staubabscheidern auf hohe Staubabscheidegrade (über 50 %) und eine automatische Abreinigung.</li> <li>Prüfen Sie, ob Ihr Staubabscheider eine Bauartzulassung vom <a href="https://www.dibt.de/de/bauprodukte/informationsportal-bauprodukte-und-bauarten/produktgruppen/bauprodukte-detail/bauprodukt/staubabscheider-fuer-feuerungsanlagen">DIBt</a> hat.</li> <li>Binden Sie vor dem Einbau eines Staubabscheiders den Bezirksschornsteinfeger oder die Bezirksschornsteinfegerin frühzeitig in die Planungen ein.</li> </ul> </p><p> Gewusst wie <p>Die Verbrennung von Holz in kleinen Holzfeuerungsanlagen wie Kamin- und Kachelöfen ohne automatische Regelung läuft nie vollständig ab und es entstehen neben gasförmigen Luftschadstoffen und Gerüchen auch Feinstaub und Ruß. Diese sehr feinen, mit dem Auge nicht sichtbaren Partikel haben einen kleineren Durchmesser als ein menschliches Haar und können bis tief in die Lunge eindringen und dort zu Entzündungsreaktionen führen. Diese Belastung kann zu Erkrankungen des Lungen- und Herz-Kreislauf-Systems führen. Staubabscheider können die Emissionen von Partikeln deutlich reduzieren und somit die negativen Auswirkungen auf die Gesundheit mindern.</p> <p><strong>Auf hohe Wirksamkeit beim Kauf achten:</strong> Achten Sie beim Kauf eines Staubabscheiders auf einen Nachweis des Herstellers, der einen Abscheidegrad von mindestens 50 Prozent aufweist, um sicherzustellen, dass eine Staubminderungseinrichtung nach dem Stand der Technik eingesetzt wird und die Bestandsanlage somit nach Ablauf der Übergangsfrist (Verweis auf § 26 der 1. BImSchV) weiterbetrieben werden darf.</p> <p>Denn Staubabscheider müssen dem Stand der Technik entsprechen, um die Anforderungen des § 26 Absatz 2 der 1. BImSchV zu den Übergangsregelungen und Nachrüstverpflichtungen zu erfüllen. Für Einzelraumfeuerungsanlagen kommen dabei nur elektrostatische Staubabscheider in Betracht, gegebenenfalls ergänzt um Katalysatoren (siehe unten). Bei elektrostatischen Staubabscheidern handelt es sich um Geräte, die mit Hilfe von elektrischer Energie, Staub aus dem Rauchgas entfernen können. &nbsp;</p> <p>Beachten Sie, dass Katalysatoren als Einzellösung keine Staubminderung nach dem Stand der Technik darstellen und somit nur ergänzend Anwendung finden können. Katalysatoren dienen vorwiegend dazu, die gasförmigen Abgasbestandteile zu reduzieren. Ihre Wirkung auf die Staubemissionen ist begrenzt. Sie werden deshalb nicht als eigenständige Staubminderungstechnik angesehen (VDI 3670:2016).</p> <p>Je höher der Abscheidegrad desto besser für die Umwelt. Abscheidegrade von über 65 % sind aus Sicht des Umweltbundesamtes zu empfehlen.</p> <p><strong>Prüfen Sie die Bauartzulassung:</strong> Eingesetzte Staubabscheider müssen über eine Bauartzulassung verfügen. Diese wird i.d.R. vom Deutschen Institut für Bautechnik (DIBt)&nbsp;erteilt. <a href="https://www.dibt.de/de/bauprodukte/informationsportal-bauprodukte-und-bauarten/produktgruppen/bauprodukte-detail/bauprodukt/staubabscheider-fuer-feuerungsanlagen">Zugelassene Staubabscheider sind auf der Internetseite des DIBt gelistet.</a></p> <p><strong>Bezirksschornsteinfeger*in frühzeitig einbinden:</strong> Beziehen Sie frühzeitig Ihren zuständige*n bevollmächtigte*n Bezirksschornsteinfeger*in in die Planung mit ein. Der Einbau wird im Regelfall von Schornsteinbau- oder Ofenbaufachbetrieben durchgeführt. Beachten Sie dabei, dass in den sogenannten Übergangsregelungen des <a href="https://www.gesetze-im-internet.de/bimschv_1_2010/__26.html">§ 26 der 1. BImSchV</a> festgeschrieben ist, dass Einzelraumfeuerungsanlagen, die vor dem 22. März 2010 errichtet und in Betrieb genommen wurden, nach dem 31.12.2024 nur weiterbetrieben werden dürfen, wenn Grenzwerte für die Emissionen von Staub (0,15 Gramm je Kubikmeter) und Kohlenmonoxid (4 Gramm je Kubikmeter) nicht überschritten werden.</p> <ul> <li><strong>Was Sie noch tun können:</strong><br>Durch die richtige Auswahl und einen ordnungsgemäßen Betrieb lassen sich die Emissionen reduzieren. Schauen Sie hierzu in unseren Flyer <a href="https://www.umweltbundesamt.de/sites/default/files/medien/376/publikationen/faltblatt_heizen_mit_holz_2023_04_19.pdf">"Heizen mit Holz – wenn dann richtig"</a></li> <li>Kaminöfen, die die Anforderungen des "Blauen Engel" erfüllen, erreichen u.a. durch einen eingebauten elektrostatischen Staubabscheider und durch einen Katalysator besonders geringe Emissionen an Staub, Kohlenmonoxid und gasförmigen Kohlenwasserstoffen.</li> </ul> <p><strong>Grenzen der Technik: </strong>Staubabscheider können Staubemissionen deutlich mindern. Eine Minderung der gasförmigen Abgasbestandteile erfolgt nicht. Daher ersetzen sie keine emissionsarme Feuerungstechnik und keinen sachgerechten Betrieb. Können jedoch ergänzend einen Beitrag zu einem emissionsarmen Betrieb leisten.&nbsp;</p> <a href="https://www.umweltbundesamt.de/system/files/medien/11906/bilder/heizen-mit-holz-feinstaub-infografik-co2online-print.jpg"> </a> <strong> Heizen mit Holz: Feinstaub im Vergleich </strong> Quelle: co2online (2021) </p><p> Hintergrund <p><strong>Funktionsweisen: </strong>Es gibt es zwei typische Funktionsprinzipien der Staubabscheidung: elektrostatische und filternde Abscheider. Ergänzend können auch Katalysatoren Anwendung finden.</p> <p><strong>Elektrostatische Staubabscheidung: </strong>Bei elektrostatischen Staubabscheidern erfolgt die Abtrennung der Partikel durch deren Aufladung infolge der Einwirkung eines starken elektrischen Felds, das mittels einer hohen Gleichspannung erzeugt wird, und der anschließenden Abscheidung der geladenen Partikel auf einer elektrisch leitenden Niederschlagsfläche. Der abgelagerte Staub wird im Rahmen der Kehrarbeiten durch das Schornsteinfegerhandwerk abgereinigt und mit der Kehrasche zusammen entsorgt. Aufgrund der höheren Staub- und Rußablagerungen ist es möglich, dass, abhängig von der Nutzungshäufigkeit, eine oder zwei zusätzliche Kehrungen pro Heizsaison notwendig sind. Darüber entscheidet der zuständige bevollmächtigte Bezirksschornsteinfeger. Zwingend sind aber die Vorgaben der allgemein bauaufsichtlichen Zulassungen zu beachten. Dort werden Vorgaben über die Kehrhäufigkeit getroffen, um die Betriebssicherheit des Gerätes zu gewährleisten. Elektrostatische Staubabscheider können an verschiedenen Stellen zwischen Ofen und Schornstein, aber auch auf der Schornsteinmündung verbaut werden. Das Material des Schornsteins, also Metall, Beton oder Stein, spielt für die Installation keine Rolle.</p> <p><strong>Filternde Abscheider</strong>&nbsp;funktionieren wie ein Schwamm. Staubpartikel lagern sich an der Oberfläche und den Poren und Wänden des Filters an. Diese Art der Staubabscheidung ist sehr effizient, aber auch vergleichsweise teuer und wird in dieser Form nicht bei Einzelraumfeuerungsanlagen eingesetzt.</p> <p><strong>Katalysatoren </strong>bilden neben den elektrostatischen und filternden Staub-minderungseinrichtungen eine eigene Gruppe der Abgasreinigungsverfahren. Im Unterschied zu den Staubminderungseinrichtungen, die Feststoffe aus dem Gasstrom entfernen, zielen Katalysatoren primär auf die Umsetzung von gasförmigen Abgasbestandteilen ab. Teilweise kommt es auch zur Reduzierung der Staubemissionen, vor allem von Ruß, als Bestandteil des Staubs (VDI 3670:2016).</p> <p>Da Katalysatoren aber vorwiegend dazu dienen die gasförmigen Abgasbestandteile zu reduzieren und ihre Wirkung auf die Staubemissionen begrenzt ist, werden sie nicht als eigenständige Staubminderungstechnik angesehen (VDI 3670:2016). Katalysatoren als Einzellösung stellen somit keine Staubminderung nach dem Stand der Technik dar. Katalysatoren können sich mit der Zeit zusetzen und dadurch in ihrer Filterwirkung nachlassen. Daher bedürfen diese Produkte einer regelmäßigen Wartung. Darüber hinaus kommt es aufgrund verschiedener Prozesse zu einer Minderung der katalytischen Wirkung. Daher müssen Katalysatoren nach einer bestimmten Anzahl von Betriebsstunden oder -jahren ausgetauscht werden. Reinigungszyklen sowie der Austausch von Bauteilen sind den Zulassungs- oder Herstellerunterlagen zu entnehmen und berücksichtigen übliche und vorhersehbare Abnutzung.</p> <p><strong>Umweltsituation:</strong> Aktuell gehören die über 11 Mio. Holzöfen in Deutschland zu einer der Hauptquellen von Feinstaub. Denn die Emissionen von kleinen Holzfeuerungsanlagen können erheblich zur Feinstaubbelastung der Umgebungsluft beitragen und stellen somit eine ernsthafte Umwelt- und Gesundheitsbelastung dar. Diese kleinen Partikel können nicht nur die Atemwege beeinträchtigen, sondern auch zu schwerwiegenderen Gesundheitsproblemen führen. Staubabscheider können die Freisetzung von Luftschadstoffen reduzieren und somit zur Verringerung der Umwelt- und Gesundheitsbelastung beitragen. Noch besser wäre es jedoch kein Holz zu verbrennen, da es auch mit Staubabscheider zu einem Ausstoß von Luftschadstoffen kommt.</p> <p><strong>Gesetzeslage:</strong> Der Betrieb von Einzelraumfeuerungsanlagen wie Kamin- und Kachelöfen ist in der Verordnung über kleine und mittlere Feuerungsanlagen (Erste Verordnung zur Durchführung des Bundes-Immissionsschutzgesetze – 1. BImSchV) geregelt. In den sog. Übergangsregelungen des <a href="https://www.gesetze-im-internet.de/bimschv_1_2010/__26.html">§ 26 der 1. BImSchV</a> ist festgeschrieben, dass Einzelraumfeuerungsanlagen, die vor dem 22. März 2010 errichtet und in Betrieb genommen wurden, nach dem 31.12.2024 nur weiterbetrieben werden dürfen, wenn Grenzwerte für die Emissionen von Staub (0,15 Gramm je Kubikmeter) und Kohlenmonoxid (4 Gramm je Kubikmeter) nicht überschritten werden. Kann ein Nachweis über die Einhaltung der Grenzwerte nicht erbracht werden, sind bestehende Einzelraumfeuerungsanlagen abhängig vom Alter der Anlage zu bestimmten Zeitpunkten (spätestens bis Ende 2024) mit einer "Einrichtung zur Reduzierung der Staubemissionen nach dem Stand der Technik" nachzurüsten oder außer Betrieb zu nehmen (§ 26 Absatz 2 der 1. BImSchV).</p> <p>Bei der Verabschiedung der Verordnung im Jahr 2010 wurde diese technologieoffene Formulierung gewählt, um die Entwicklung verschiedener Techniken zu ermöglichen. In der VDI 3670 (Ausgabe: April 2016) wurden die bis zur Drucklegung der technischen Richtlinie bereits auf dem Markt verfügbaren Abgasreinigungstechniken beschrieben. Für nachgeschaltete Staubminderungseinrichtungen für Einzelraumfeuerungsanlagen wurde ein Abscheidegrad von mindestens 50 Prozent beschrieben (siehe auch <a href="https://www.bmuv.de/faqs/kleinfeuerungsanlagen">BMUV-FAQ</a>). Seit 2016 ist die technische Entwicklung weiter vorangeschritten, sodass je nach Anlagen- und Brennstoffart höhere Abscheidegrade möglich sind. Dies zeigt auch die Vergabegrundlage für den <a href="https://produktinfo.blauer-engel.de/uploads/criteriafile/de/DE-UZ%20222-202201-de-Kriterien-V3.pdf">Blauen Engel für Staubabscheider</a>, die einen Staubabscheidegrad von 65 % fordert.</p> <p><strong>Marktbeobachtung:</strong> Staubabscheider sind bei Einzelraumfeuerungsanlagen bisher eine Nischenanwendung. Eine Installation ist jedoch an verschiedenen Stellen zwischen Feuerungsanlage und Schornsteinmündung möglich. Bei Festbrennstoffkesseln haben elektrostatische Staubabscheider in den letzten Jahren deutlich an Relevanz gewonnen. Der Einsatz von Staubabscheidern bei Festbrennstoffkesseln wird durch das Bundesamt für Wirtschaft und Ausfuhrkontrolle (BAFA) im Rahmen der Bundesförderung für effiziente Gebäude gefördert. Beachten Sie hierzu die <a href="https://www.bafa.de/DE/Energie/Effiziente_Gebaeude/Sanierung_Wohngebaeude/Heizungsoptimierung/heizungsoptimierung_node.html">Förderkriterien des BAFA</a> bezüglich der geforderten Staubabscheidung.</p> </p><p>Informationen für...</p>

Model Output Statistics for Olfen (H333)

DWD’s fully automatic MOSMIX product optimizes and interprets the forecast calculations of the NWP models ICON (DWD) and IFS (ECMWF), combines these and calculates statistically optimized weather forecasts in terms of point forecasts (PFCs). Thus, statistically corrected, updated forecasts for the next ten days are calculated for about 5400 locations around the world. Most forecasting locations are spread over Germany and Europe. MOSMIX forecasts (PFCs) include nearly all common meteorological parameters measured by weather stations. For further information please refer to: [in German: https://www.dwd.de/DE/leistungen/met_verfahren_mosmix/met_verfahren_mosmix.html ] [in English: https://www.dwd.de/EN/ourservices/met_application_mosmix/met_application_mosmix.html ]

Abloesung der Einzelofenheizungen durch gas- und oelbetriebene Warmluft-Kachelofenheizungen in den neuen Bundeslaendern

Entwicklung eines Nickelrohrofens fuer Zeemann-AA-Spektrometer zum Nachweis von Hg in Feststoffproben

Thermische Filterstaubentgiftung

Filterasche aus Elektrofiltern von Verbrennungsanlagen ist giftig, da loesliche Schwermetallverbindungen, sowie Dioxine und Furane enthalten sind. Bei der thermischen Filterstaubentgiftung von Asea Brown Boveri wird die Filterasche in einem elektrisch beheizten Ofen erhitzt. Dabei verschmilzt der sandaehnliche Filterstaub oberhalb von 1200 GradC zu einem Glas, das aus dem Ofen ausgetragen wird. Die Auslaugraten von diesem Glas liegen deutlich unter den Grenzwerten der Abwassernorm. Die Schwermetallverbindungen dampfen bei der hohen Temperatur ab und werden nach Quenchen mit viel Kaltluft auf einem Schlauchfilter abgeschieden. Eine Rueckgewinnung der Schwermetalle aus dieser Fraktion ist moeglich. Dioxine und Furane werden thermisch zerstoert und nicht wieder gebildet.

Entwicklung eines Pyrometers fuer die Temperatur-Regelung eines ZAAS-Graphitrohrofens

Hybrid-Ofenverfahren für CO2-ärmere bzw. für CO2-freie Hochtemperaturtechnologien zur thermischen Behandlung

Hauptziel des beantragten Projektes Hybrid-Fire ist, eine neue Methode zur hybriden Beheizung von Ofenanlagen zu entwickeln die es ermöglich CO2-arm bzw. CO2-frei zu Arbeiten. Die Grundlagen hierfür soll umweltfreundlich erzeugter H2 sowie Elektroenergie darstellen. Durch Kombination eines Erdgas-Brenners, dessen Brenngas teilweise durch H2 ersetzt wird, mit einem bzw. mehreren Mikrowellenplasmabrennern soll durch gezielte Steuerung dies ermöglicht werden. Am Beispiel von ausgewählten keramischen Massenerzeugnissen aus dem Bereich Feuerfest (MgO-Stein), Technischer Keramik (ZrO2) sowie Baukeramik (Ziegel, Fließe) sowie am Beispiel Stahlschmelze aus dem Metallurgiesektor, soll gezeigt werden, dass diese zurzeit stark CO2-lastige Verfahren CO2-arm bzw. -neutral betrieben werden können. Hierzu wird an den ausgewählten Erzeugnissen (keram. Werkstoff sowie Stahl) umfangreiche Forschungsarbeit in mikrowellenplasmabeheizten Ofen, in elektrisch beheizten sowie in industriell oft gasbeheizten Öfen zur Eigenschaftsentwicklung betrieben. Im Lauf des Projektes ist geplant einen hybrid-beheizten Demonstrator zu konzipieren und für umfangreiche Versuche mit den genannten Produktgruppen zu bauen. Aufgrund der Änderungen in der Beheizungsart ist damit zu rechnen, dass geänderte Anteile an H2O-dampf bzw. H2-gehalte u.a. Abgasbestandteile die Eigenschaften beeinflussen. Hierzu können Änderungen in der Sinter- bzw. Schmelztechnologie bzw. auch am Werkstoff erforderlich werden. Im letzten Teil des Projektes sollen die gewonnenen Erkenntnisse im Industrieeinsatz (Feuerfesthersteller, Stahlgießerei) zum Einsatz unter industriellen Bedingungen kommen und erprobt werden. Am Ende des Projektes soll es möglich sein die Erkenntnisse auch auf weitere Ofenanlagen zu übertragen bzw. auch auf andere Industriezweige mit ähnlichen temperaturintensiven Technologien zu adaptieren.

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